Tissue-specific inactivation of subtilases in Arabidopsis thaliana by expression of proteinase inhibitors - a new approach to overcome functional redundancy

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Subtilasen gehören zur S8 Familie der Subtilisin-ähnlichen Serinproteasen (Subtilasen, SBTs). Diese Proteinfamilie ist in Pflanzen stark expandiert und besitzt 56, 63 und 80 Angehörige in Arabidopsis, Reis und Kartoffel. Pflanzliche Subtilasen sind, wie ihr tierisches Pendant, die Proproteinkonvertasen, durch limitierte Proteolyse an der Aktivierung von Proteinvorläufern beteiligt. Auf Grund von funktioneller Redundanz zeigen jedoch die meisten T-DNA-Insertionslinien einzelner Subtilasegene keinen Phänotyp. Diese funktionelle Redundanz wurde in einem biochemischen Ansatz mit SBT-spezifischen Inhibitoren überwunden, indem die Funktion von SBTs auf Enzym- und nicht wie sonst üblich auf Expressionsebene reguliert wurde.The S8 family of subtilisin-like serine proteases (subtilases, SBTs), has largely expanded in plants, as seen for Arabidopsis, rice and potato, with 56, 63, and 80 members, respectively. Like mammalian proprotein convertases, plant subtilases are involved in the activation of proproteins by limited proteolysis. Due to functional redundancy, most single-gene loss-of-function mutants lack obvious phenotypes. Functional redundancy was addressed here in a biochemical approach using SBT-specific inhibitors to impair SBT function at the level of enzyme activity rather than gene expression.